一种抗菌耐老化的购物袋及其制备方法和应用与流程

本技术涉及包装材料，尤其涉及一种抗菌耐老化的购物袋及其制备方法和应用。

背景技术：

1、购物袋是日常生活中使用量较大的包装材料之一。传统购物袋主要以聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂为原料，虽然具有力学性能好、成本低等优点，但废弃后极难降解，长期积累会对环境造成严重污染。近年来，以聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯等可降解树脂制备的可降解购物袋逐渐受到重视。然而，这类可降解树脂分子结构中含有的酯键在赋予其生物降解性能的同时，也导致其耐老化性能普遍较差，在光、热、氧等环境因素作用下容易发生分子链断裂，出现黄变、发脆、力学强度下降等问题，难以满足购物袋在实际储存和使用过程中的耐久性要求。

2、此外，购物袋在食品、日用品、生鲜产品等包装应用场景中，往往需要接触不同物品，容易滋生细菌，因此对其抗菌性能也有较高要求。目前为提高购物袋的抗菌性能，通常采用直接添加银系、锌系无机抗菌剂或壳聚糖等有机抗菌剂的方式。但是，无机抗菌剂直接添加时容易因粒径小、比表面积大而发生团聚，在树脂基体中分散不均，导致抗菌效果不稳定；有机抗菌剂则存在耐温性差、易迁移析出等问题，长期使用后抗菌性能下降明显。

3、同时，为改善可降解树脂的耐老化性能，现有技术常添加抗氧剂、光稳定剂或紫外线吸收剂等助剂。然而，单一助剂或简单复配体系往往难以同时兼顾热氧老化和光氧老化的防护需求，导致薄膜在综合老化条件下性能保持率不足。另外，当采用多种可降解树脂或可降解树脂与填料共混时，不同组分之间相容性较差，界面结合力弱，容易造成力学性能劣化和加工困难。

4、针对上述技术缺陷，亟需对现有技术进行改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种抗菌耐老化购物袋及其制备方法和应用，该抗菌耐老化购物袋具有良好的抗菌性能、耐老化性能和力学性能，解决了现有可降解购物袋抗菌性能差、耐老化性能不足、组分相容性差及综合性能难以兼顾的问题，产品兼具良好抗菌性能、耐老化性能与力学性能，制备工艺可控，适合规模化生产。

2、第一方面，本技术提供了一种抗菌耐老化购物袋，技术方案如下：

3、一种抗菌耐老化购物袋，按质量份数计，包括如下原料：基体树脂80~95份，环氧官能化pbat树脂5~20份，复合抗菌剂0.5~5份，耐老化母粒1~10份，增容剂0.5~5份和润滑剂0.1~1份；

4、所述基体树脂选自pbat、聚乳酸、聚乙烯或聚丙烯中的一种或多种；

5、所述增容剂选自乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或多种；

6、所述润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸酰胺或芥酸酰胺中的一种或多种。

7、可选地，所述环氧官能化pbat树脂的制备方法，包括如下步骤：

8、将己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇、钛酸四丁酯和改性单体混合后，依次进行酯化反应和缩聚反应，然后出料、冷却和造粒，得改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物；

9、将所述改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、环氧扩链剂和抗氧剂混合后，进行熔融反应挤出，然后造粒，得所述环氧官能化pbat树脂。

10、可选地，所述己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇、钛酸四丁酯和改性单体的质量体积比为1g：（1.0~1.4）g：（0.7~1.05）ml：（0.0005~0.005）ml：（0.001~0.01）g，所述改性单体选自偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐、甘油或季戊四醇中的一种或几种。

11、可选地，所述酯化反应在氮气保护的条件下进行，所述酯化反应的温度为160~220℃，时间为2~5h。

12、可选地，所述缩聚反应的温度为240~270℃，真空度为10~100pa，时间为2~6h。

13、可选地，所述改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、环氧扩链剂和抗氧剂的质量比为1：0.005~0.03：0.001~0.005，所述环氧扩链剂选自adr 4368或adr 4370s中的一种或两种。

14、可选地，所述熔融反应挤出在双螺杆挤出机中进行，所述熔融反应挤出的温度为160~190℃，螺杆转速为200~300r/min。

15、可选地，所述复合抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：

16、将壳聚糖、异丙醇水溶液和环氧丙基三甲基氯化铵混合后，进行季铵化反应，然后过滤、洗涤和第一干燥，得壳聚糖季铵盐；

17、将纳米氧化锌、水、硝酸银水溶液和还原剂混合后，进行还原反应，得载银纳米氧化锌分散液；

18、将所述载银纳米氧化锌分散液、壳聚糖季铵盐和γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合后，进行改性处理，然后过滤、洗涤、第二干燥和研磨，得所述复合抗菌剂。

19、可选地，壳聚糖、异丙醇水溶液和环氧丙基三甲基氯化铵的质量体积比为1g：（10~30）ml：（0.5~2）g，所述异丙醇水溶液的体积浓度为50%~80%。

20、可选地，所述季铵化反应的温度为60~80℃，时间为6~12h。

21、可选地，所述第一干燥的温度为60~80℃，时间为8~12h。

22、可选地，所述纳米氧化锌、水、硝酸银水溶液和还原剂的质量体积比为1g：（15~30）ml：（1~5）ml：（0.1~1）g，所述硝酸银水溶液的质量浓度为1%~5%，所述还原剂选自柠檬酸钠、葡萄糖或抗坏血酸中的一种或多种。

23、可选地，所述还原反应的温度为50~80℃，时间为1~3h。

24、可选地，所述载银纳米氧化锌分散液、壳聚糖季铵盐和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1ml：（0.02~0.1）g：（0.002~0.02）ml。

25、可选地，所述改性处理的温度为50~70℃，时间为2~4h。

26、可选地，所述第二干燥的温度为60~100℃，时间为4~12h。

27、可选地，所述研磨后产物的粒径≤500nm。

28、可选地，所述耐老化母粒的制备方法，包括如下步骤：

29、将载体树脂、抗氧剂1010、抗氧剂168、受阻胺光稳定剂622、紫外线吸收剂uv-326和聚乙烯蜡混合后，进行搅拌处理，得预混料；

30、对所述预混料进行熔融混合挤出，然后造粒，得所述耐老化母粒。

31、可选地，所述载体树脂选自低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或两种。

32、可选地，所述载体树脂、抗氧剂1010、抗氧剂168、受阻胺光稳定剂622、紫外线吸收剂uv-326和聚乙烯蜡的质量比为1：0.05~0.15：0.05~0.15：0.05~0.15：0.05~0.15：0.02~0.05。

33、可选地，所述搅拌处理的转速为500~1500r/min，温度为25~50℃，时间为10~30min。

34、可选地，所述熔融混合挤出在双螺杆挤出机中进行，温度为150~180℃，螺杆转速为100~300r/min。

35、第二方面，本技术提供了前述方案所述抗菌耐老化购物袋的制备方法，包括如下步骤：

36、将基体树脂、环氧官能化pbat树脂、复合抗菌剂、耐老化母粒、增容剂和润滑剂混合后，进行混合处理，得混合料；

37、将所述混合料进行熔融挤出造粒，得抗菌耐老化粒料；

38、将所述抗菌耐老化粒料进行吹膜处理，得抗菌耐老化薄膜；

39、将所述抗菌耐老化薄膜进行热封制袋，得抗菌耐老化购物袋。

40、可选地，所述混合处理的转速为1000~1500r/min，温度为25~50℃，时间为10~30min。

41、可选地，所述熔融挤出造粒在双螺杆挤出机中进行，温度为140~180℃，螺杆转速为200~400r/min。

42、可选地，所述吹膜处理在吹膜机组中进行，吹膜温度为150~190℃，吹胀比为2.5~3.5，牵引比为3~5。

43、可选地，所述热封制袋的热封温度为120~160℃，热封压力为0.2~0.5mpa，热封时间为0.5~2s。

44、第三方面，本技术提供了前述方案所述抗菌耐老化购物袋在食品、日用品或生鲜产品包装中的应用。

45、本技术提供的抗菌耐老化购物袋通过环氧官能化pbat树脂、复合抗菌剂和耐老化母粒的协同作用，实现了抗菌性能、耐老化性能和力学性能的统一。相较于现有技术，该抗菌耐老化购物袋具有抗菌性能优异、耐老化性能好、力学性能稳定及加工性能良好等特点，同时制备工艺简单、各原料均为常规市售产品，具备良好的可实施性和产业化应用前景。